Amplificatore-correttore per EPU ARKTUR-006-STEREO. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza a transistor

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L'interesse per le registrazioni su dischi in vinile non è diminuito e vengono pubblicati articoli su nuovi circuiti e progetti di amplificatori correttivi (Regno Unito). Gli articoli danno stime della loro qualità sia in base a caratteristiche tecniche effettivamente raggiunte, sia in base a impressioni soggettive del suono; allo stesso tempo, nel confronto tra diversi AC, viene spesso data preferenza a quest'ultimo [1].

Riso. 1 (clicca per ingrandire)

Quando si aggiornano vecchie apparecchiature, è possibile utilizzare uno sviluppo già pronto, concentrandosi su componenti radio che possono essere effettivamente acquistati, oppure implementare il proprio applicando soluzioni tecniche che forniranno sicuramente una riproduzione di alta qualità. Allo stesso tempo, non è affatto necessario risolvere il problema utilizzando i moderni amplificatori operazionali a bassissimo rumore e ad altissima velocità.

Ad esempio, la capacità di sovraccarico del Regno Unito può essere aumentata collegando due stadi in serie al sistema operativo. Questa soluzione consente di ridurre le distorsioni dinamiche ed eliminare l'influenza del rumore del secondo amplificatore, e l'uso razionale di circuiti di correzione attivi e passivi consente di formare più accuratamente la risposta in frequenza alle alte frequenze [2]. Non vale la pena sforzarsi di raggiungere una capacità di sovraccarico del Regno Unito fino a 40 dB, poiché nella mia raccolta di 400 dischi fonografici non ce ne sono nemmeno dieci registrati utilizzando la tecnologia DMM, che fornisce un basso livello di rumore e un maggiore livello di alta frequenza componenti del segnale.

Utilizzando amplificatori operazionali con correzione esterna ampiamente utilizzati e compensazione avanzata, è possibile aumentare la velocità di variazione della tensione di uscita fino a 10 V/µs [3], il che aiuta anche a ridurre le distorsioni dinamiche. Inoltre, se carichi lo stadio di uscita dell'amplificatore operazionale con un generatore di corrente, ad es. lo trasferisci in modalità di amplificazione di classe A, puoi ridurre significativamente la distorsione armonica restringendo il loro spettro e aumentando il margine di stabilità di fase [4].

In [1] e [5], gli autori sottolineano la valutazione soggettiva del livello di rumore dell'AC rispetto al livello di rumore del solco muto del disco. Quale rapporto segnale-rumore è necessario affinché durante l'ascolto in un ambiente reale e con una potenza reale, questo rumore non irriti? Secondo GOST 5289-88/94, il rapporto segnale-rumore di un solco non modulato di un disco grammofonico dovrebbe essere di almeno 60 dB e dopo 50 riproduzioni dovrebbe diminuire di non più di 2 dB, quindi questo parametro UC può essere determinata anche indirettamente.

Il Regno Unito integrato nell'EPU è realizzato sul sistema operativo K157UD2, per esso è indicato il livello di fondo - 63 dB, il livello di rumore e il coefficiente armonico, purtroppo, non sono indicati, ovviamente il livello di rumore è paragonabile al livello di fondo. L'EPU "Arktur-006-stereo" del 1984 di rilascio viene utilizzato completo del centro musicale SONY FH-B1200 e AS "Radio engineering S-90B".

Ecco alcuni dei fattori elencati presi in considerazione nello sviluppo dell'MC proposto, le cui caratteristiche, secondo il calcolo, sono molto superiori a quelle del normale integrato.

Il diagramma schematico di un canale (per il chip DA1, i numeri dei pin del secondo canale sono indicati tra parentesi) del Regno Unito sviluppato è mostrato in fig. 1. Basato sul circuito del preamplificatore descritto in [3], ed è stato riprogettato tenendo conto di quanto sopra. I valori nominali degli elementi passivi sono calcolati tenendo conto delle seguenti condizioni: valori minimi dei condensatori; sufficiente capacità di sovraccarico e minima distorsione non lineare a una frequenza di 20 kHz. La presenza di condensatori K71-7 di alta qualità (polistirene, saldati dalla scheda TV ZUSTST) con una capacità di 4700 pF ± 1% ha dato origine al calcolo dei parametri dei restanti elementi di correzione della frequenza.

L'amplificatore correttore contiene due stadi. Il primo è realizzato su un amplificatore operazionale a due canali a basso rumore KM551UD2A, in cui il livello di rumore intrinseco, ridotto all'ingresso, non supera 1 μV nella banda di frequenza di 20 Hz ... 20 kHz. In realtà, è stato sviluppato per l'uso nel Regno Unito (per l'amplificatore operazionale K157UD2, questa cifra raggiunge 1,6 μV). Questa cascata ha una risposta in frequenza uniforme e guadagna Ku=16. I circuiti di correzione C2R4 e C3R5 forniscono la correzione della risposta in frequenza dell'amplificatore operazionale DA1, necessaria per la stabilità e una sufficiente velocità di variazione della tensione di uscita.

L'uscita dell'amplificatore operazionale DA1 è caricata con un generatore di corrente sul transistor VT1, che garantisce il funzionamento dello stadio di uscita dell'amplificatore operazionale in modalità A con una corrente di riposo di circa 4 mA (in questo caso, il microcircuito la custodia si riscalda fino a 40 °C). Il circuito R7,C5,R9 forma una correzione passiva con una costante di tempo (R7IIR9)C5 = 75 µs, dove la resistenza dei resistori collegati in parallelo R7IIR9 = R7-R9(R7+R9). La resistenza di carico dell'amplificatore operazionale DA1, tenendo conto dei circuiti paralleli R3 + R4 e R7C5 a una frequenza di 20 kHz, supera leggermente i 600 ohm, che corrisponde a una capacità di sovraccarico dello stadio di ingresso di 15 dB a una frequenza di 20 kHz a Kg = 0,015%.

La seconda cascata del Regno Unito è realizzata sull'unità organizzativa K553UD2 (DA2) in una connessione invertente (Ku=10 a una frequenza di 1 kHz) e, grazie all'uso della correzione dell'anticipo attraverso il condensatore 09, la velocità di aumento della tensione di uscita è aumentata .

Le principali costanti di tempo (t = RC) dei circuiti RC correttivi inclusi nel circuito OS sono pari a R11 C12 = 318 μs, R12 C12 = 3180 μs. Un'altra costante di tempo è determinata dai valori degli elementi R7, R9, C7 e, secondo le raccomandazioni della RIAA-78, è (R7 + R9) -C7 = 7950 μs.

L'uscita dell'amplificatore operazionale DA2 è inoltre caricata con un generatore di corrente sul transistor VT2, che garantisce il funzionamento dello stadio di uscita dell'amplificatore operazionale in modalità A con una corrente di riposo di 6 mA.

Il circuito C13R16, insieme a un carico successivo con una resistenza di 47 kOhm, forma un filtro passa-alto con una frequenza di taglio di 12,5 Hz per attenuare le interferenze a bassa frequenza dal funzionamento del motore EDA e durante la riproduzione di dischi deformati, e il filtro passa-basso R14C16 con una frequenza di taglio di 72 kHz attenua il rumore e le interferenze ad alta frequenza. Condensatori C4, C6, C8, SYU, C14, C15 - filtraggio per circuiti di potenza, comune a entrambi i canali del codice penale. Il guadagno nei canali CC alla frequenza di 1 kHz è 103.

Nel Regno Unito, i resistori MLT-0,25 (è possibile utilizzare MLT-0,125) con una tolleranza di ± 5%, contrassegnati da un asterisco nello schema, sono costituiti da due abbinati e collegati in serie; condensatore C5 - K73-17 con una tolleranza di ± 5% (da ZUSTST), condensatori C7, C13 - K10-47 (TKE - ISO), ma i film importati sono migliori (ad esempio, HITANO di piccole dimensioni del MET, gruppi MEV a 100 V) con la stessa deviazione accettabile. Questi condensatori sono stati selezionati utilizzando un multimetro in coppia per ciascuno dei canali, quindi le resistenze dei resistori corrispondenti sono state calcolate utilizzando le formule di cui sopra. I restanti condensatori sono K10-47, KM-5, KM-6, KT, KD e ossido importato (Jamicon).

Transistor VT1, VT2 - KT315, KT3102 con indice di qualsiasi lettera (sotto CONDIZIONE Uke max> 25 V). Diodi VD1-VD4 - serie al silicio a bassa potenza KD521, KD522, KD503 e simili. Invece di OU K553UD2, puoi usare LM301.

Fig. 2

Tutte le parti del Regno Unito sono posizionate su un circuito stampato di 115x77 mm da un foglio di fibra di vetro a doppia faccia di 2 mm di spessore. Il disegno del PCB è mostrato in fig. 2. Per facilitare l'installazione, i conduttori inutilizzati dei microcircuiti (o dei pannelli) sono piegati ad angolo o interrotti. Innanzitutto vengono montati gli elementi radio, la cui saldatura viene eseguita dal lato in cui si trovano gli elementi. La numerazione e la disposizione dei particolari del canale sinistro corrispondono a quelle mostrate in Fig. 2b sotto la linea mediana del tabellone ai dettagli del canale destro, ad eccezione di quelli comuni ad entrambi i canali.

Un dispositivo correttamente assemblato non ha bisogno di essere regolato. È solo necessario, in presenza di un record di misurazione, selezionare la capacità del condensatore C1, ottenendo la risposta in frequenza irregolare minima del Regno Unito nella banda di frequenza di 10 ... 20 kHz (riproduzione delle zone di registrazione n. 3- 6).

Come conduttori schermati di ingresso, sono stati utilizzati due pezzi di un cavo coassiale RK-75-2-13 m (capacità lineare 68 pF / m) lungo 88 cm (C = 60 pF), che, insieme al condensatore C1 e alla capacità di montaggio Cm = 4 pF costituiscono la capacità di carico consigliata per la testina MF-104 di 82 pF. Tuttavia, per un nuovo correttore, se lo si desidera, è possibile scegliere una testina di qualità superiore.

Il Regno Unito è alimentato da un alimentatore stabilizzato (nella versione dell'autore su stabilizzatori di tensione integrati 7815 e 7915). La tensione di alimentazione è fornita da due brevi doppini intrecciati.

Si consiglia di posizionare la scheda UK in uno schermo che protegga dai campi elettromagnetici. Durante l'installazione e il funzionamento, è apparso un effetto: il livello di sfondo dipende dall'inclusione della presa di rete del lettore: in una posizione c'è uno sfondo e nell'altra no; il motivo è la presenza di un accoppiamento capacitivo tra gli avvolgimenti del trasformatore di rete in assenza di una vera massa e un terzo filo nel cavo di alimentazione.

 Con le apparecchiature di misurazione disponibili, è stato possibile valutare oggettivamente solo lo slew rate della tensione di uscita dell'AC. Per fare ciò, un segnale sinusoidale con una frequenza di 5 kHz è stato applicato dal generatore di funzioni all'ingresso del Regno Unito (con il condensatore C20 scollegato) prima che il segnale fosse limitato all'uscita dell'amplificatore operazionale DA2. Quindi, invece di un segnale sinusoidale, è stato applicato un segnale a impulsi (meandro) di ampiezza leggermente inferiore. Il segnale è stato monitorato da un oscilloscopio all'ingresso del Regno Unito, all'uscita dell'amplificatore operazionale DA1 e all'uscita dell'amplificatore operazionale DA2. La forma d'onda all'uscita dell'amplificatore operazionale DA1 corrisponde praticamente alla forma dell'ingresso e all'uscita dell'amplificatore operazionale DA2 il segnale ha un leggero overshoot. Quando l'ampiezza del segnale di ingresso viene ridotta della metà, il picco praticamente scompare.

Una valutazione soggettiva del rapporto segnale/rumore ha mostrato che a un dato livello di volume massimo, il livello di rumore è appena percettibile e molto inferiore rispetto al livello di rumore di un solco muto di un disco.

Una valutazione soggettiva della qualità della riproduzione del suono è stata effettuata senza un riferimento nel Regno Unito. Sono stato soddisfatto del risultato: durante l'ascolto di musica classica, ho notato la purezza del suono in tutto lo spettro sonoro. Sono stati utilizzati i seguenti dischi: Bach K. F. E. Concerto per clavicembalo e orchestra d'archi (С10-12417-8, Riga Record Factory, 1978), Rybnikov A. "Juno" e "Avos" (С60-18627-30, Leningrad Record Factory, 1980 ), Pink Floyd "Delicate Sound of Thunder" Live (F60-00543-007, digitale, Aprelevsk Record Factory, 1989).

Letteratura

1. Gursky A. Preamplificatori-correttori su transistor ad effetto di campo. - Radio, 2010, n. 9, pag. 16-19.
2. Lukyanov S. Sulla capacità di sovraccarico dell'amplificatore correttivo. - Radio, 1985, n. 10, pag. 33-35.
3. Aleksenko A., Kolombet E., Starodub G. Applicazione di microcircuiti analogici di precisione. - M.: Radio e comunicazione, 1985.
4. Distorsione ridotta degli amplificatori operazionali integrati. - Radio, 1985, n. 6, p. 62.
5. Murinov A. Preamplificatore-correttore. - Radio, 2008, n. 2, pp. 14-16.

Autore: S. Semikhatsky

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